JPH119986A - 液体原料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体原料の補給や交換を容易かつ迅速に行う
ことができ、しかも液体原料の無駄を最小限に抑えるこ
とができるようにした液体原料供給装置を提供する。 【解決手段】 補給元容器１２から延びる補給元配管１
４と補給先配管とを着脱自在に接続する管継手１８ａ，
１８ｂ，２６ａ，２６ｂを備え、これら補給元配管と補
給先配管２２にはその先端近傍に閉止機構１６が設けら
れているとともに、これら補給元配管と補給先配管のい
ずれか一方の前記管継手より先端側には、配管洗浄用流
体を排出する排出配管６２が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、薄膜気相
成長装置の気化装置等に液体原料を供給するのに使用し
て最適な液体原料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、薄膜気相成長装置において高誘
電体を成膜する場合には、成膜元素を含む化合物を溶剤
に溶かした液体原料を気化して用いることがある。この
ような液体原料は、温度、光等に敏感であることが多い
が、特に、空気中の酸素や水分に触れると分解、或いは
変質等の劣化を引き起こしやすい。

【０００３】図５に示すのは、このような液体原料を成
膜装置等に供給するのに用いられる従来の装置であり、
液体原料タンク１０２に挿入された液引出し管１０６に
開閉弁（開閉機構）１０４を介して管継手１０８ａ が
設けられ、これは例えば薄膜気相成長装置の気化装置に
繋がる液供給管１１０に設けた管継手１０８ｂと着脱自
在に連結されている。液供給管１１０の先端付近に開閉
弁１１４が、入口側に開閉弁１１６を有する流量調節器
１１８が該液供給管１１０の途中にそれぞれ設けられ、
この流量調節器１１８を通過した液体原料１００が下流
の装置に供給される。

【０００４】液体原料タンク１０２には、タンクの内部
の圧力を適当な値に保って液体原料１００の引出しを円
滑にする加圧装置１２０が設けられている。この加圧装
置１２０には、ヘリウム等の加圧ガス供給源（図示せ
ず）から延びる加圧ガス供給管１２２と、液体原料タン
ク１０２の内部に連通する連通管１２４が設けられ、両
管１２２，１２４にはそれぞれに開閉弁１３０，１３２
が設けられ、一対の管継手１２６ａ，１２６ｂを介して
着脱自在に連結されている。液体原料タンク１０２が空
となった時には、各管継手１０８ａ，１０８ｂ，１２６
ａ，１２６ｂを切り離して、空となった液体原料タンク
１０２を取り外し、新たな液体原料タンク１０２と交換
するようにしている。

【０００５】しかしながら、このような構成では、液体
原料タンク１０２の交換の際、液供給管１１０の開閉弁
１１４と管継手１０８ｂの間が大気に開放されてしま
う。このため、開閉弁１１４及びこれと管継手１０８ｂ
との間の区間ａの内面に付着した液体原料１００が空気
に触れて劣化し、劣化した原料によって下流の成膜装置
における成膜の品質が低下する、あるいは、劣化した原
料が液体原料供給装置や下流の装置において詰まりを生
じ、円滑な稼動を妨げることがある。

【０００６】このような事態を回避するために、液体原
料の溶媒を洗浄液１４０として用いる洗浄ラインが設け
られている。すなわち、溶媒を収容する洗浄液タンク１
４２から延びる洗浄液配管１４４を両開閉弁１１４，１
１６の間の液供給管１１０に接続しており、加圧装置１
５０によって液供給管１１０の区間ａに洗浄液１４０を
流して、ここに残った液体原料１００を洗い流すように
していた。なお、このような作業は、液体原料の種類を
変えて操業を継続する場合にも必要となる。

【０００７】このように洗浄液１４０で液供給管１１０
を洗浄すると、液供給管１１０の内部に洗浄液１４０が
残ってしまう。このため、液体原料タンク１０２を交換
した後、加圧装置１２０を作動させてこの液体原料タン
ク１０２内の液体原料１００を洗浄液配管１４４に逆流
させ、液供給管１１０の内部に残った洗浄液１４０を押
出して置換し、しかる後、液体原料１００を該液体原料
１００を利用した装置に供給するようにしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、液体原料タンクの交換毎に液供給管を
洗浄する必要があって、この作業がかなり面倒である。
また、タンクの交換時だけでなく洗浄作業時にも液体原
料の供給ができなくなって、立上り時間も長くなり、稼
動率が低下する。しかも、液体原料タンクに貯蔵された
液体原料を完全に使い切ることができなかったり、大量
の液体原料を洗浄液との置換に使用せざるを得ず、この
ため一般に高価な液体原料が大量に無駄に捨てられてし
まうといった問題があった。

【０００９】本発明は上記に鑑み、液体原料の補給や交
換を容易かつ迅速に行うことができ、しかも液体原料の
無駄を最小限に抑えることができるようにした液体原料
供給装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、補給元容器から延びる補給元配管と補給先配管とを
着脱自在に接続する管継手を備え、これら補給元配管と
補給先配管にはその先端近傍に閉止機構が設けられてい
るとともに、これら補給元配管と補給先配管のいずれか
一方の前記管継手より先端側には、配管洗浄用流体を排
出する排出配管が設けられていることを特徴とする液体
原料供給装置である。

【００１１】これにより、閉止機構を閉じて補給元容器
を交換すれば、閉止機構の先端側のみが空気等に開放さ
れ、配管内の液体原料の劣化による汚染を最小限に抑え
ることができる。補給元容器を交換して補給配管を再接
続した後に、この汚染部分に洗浄液や液体原料自体を供
給して排出配管に排出することにより、この部分の洗浄
を容易に行うことができ、しかもこの時に使用する洗浄
液や液体原料の量を最小限に抑えることができる。

【００１２】請求項２に記載の発明は、前記補給元配管
と補給先配管の間に管継手を介して着脱自在に取り付け
られた連結用配管を有し、該連結用配管に前記排出配管
が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液
体原料供給装置である。これにより、比較的小さい連結
用配管を取り扱うことにより補給元配管と補給先配管の
着脱を容易に行うことができる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、前記補給先配管
に接続された補給先容器が設けられていることを特徴と
する請求項１に記載の液体原料供給装置である。これに
より、補給元容器の交換時においても下流側の装置への
原料供給を継続することができる。

【００１４】請求項４に記載の発明は、前記補給元配管
と補給先配管の前記閉止機構の間の部分に洗浄液を供給
する洗浄液供給機構が設けられていることを特徴とする
請求項１に記載の液体原料供給装置である。

【００１５】請求項５に記載の発明は、前記補給元配管
と補給先配管の連結部が、外気とほぼ遮断された気密な
箱の中に収容されていることを特徴とする請求項１に記
載の液体原料供給装置である。これにより、配管の開口
を液体原料が劣化しない雰囲気下で行うことができる。
この箱を、例えば、内部にガスを導入できるようにして
気密性を高めても良く、あるいは、外部から操作可能な
グローブボックスとして操作性を高めても良い。

【００１６】請求項６に記載の発明は、前記補給元配管
及び補給先配管を機械的に固定する固定機構を設けたこ
とを特徴とする請求項１に記載の液体原料供給装置であ
る。

【００１７】請求項７に記載の発明は、前記補給先容器
に液抜出し用ポートを設けたことを特徴とする請求項３
に記載の液体原料供給装置である。これにより、補給先
容器に液体原料が残っている場合でも、これを液抜出し
用ポートから排出して洗浄することにより、液体原料を
交換することができる。従って、液体原料を無駄にする
ことなくその種類を変更することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の第１の
実施の形態を示すもので、成膜装置等に定常的に接続さ
れた原料供給タンク２０と、これに液体原料１０を補給
する補給タンク（補給元容器）１２とを有している。補
給先容器２０には開閉弁２８及び管継手３２ａを有する
液引出し管３０が設けられ、管継手３２ｂを介して成膜
装置等に流量調節器３８を介して接続された液供給管３
４に連結されている。

【００１９】補給元容器１２にはその底部近傍で開口す
る補給元配管１４が設けられ、一方、補給先容器２０に
も底部近傍で開口する補給先配管２２が設けられ、これ
らは互いに向かって延びて配管されている。それぞれの
配管は開閉弁１６，２４を有し、その先端は上方に屈曲
してその開口端に管継手１８ａ，２６ａが設けられてい
る。補給元配管１４と補給先配管２２の互いの対向部に
は、互いに嵌合自在なアライメント用のブロック５８
ａ，５８ｂが設けられている。

【００２０】補給元配管１４及び補給先配管２２は、各
管継手１８ａ，２６ａと連結自在な管継手１８ｂ，２６
ｂを両端に有する逆Ｕ字状の連結用配管４２を介して着
脱自在に接続されている。この連結用配管４２は逆Ｕ字
状に屈曲し、その中央に枝管６２が設けられている。こ
れらの補給元配管１４及び補給先配管２２の先端部及び
連結用配管４２は、例えばＮ₂ やヘリウム等の不活性ガ
スが導入できるようにしたグローブボックス４０の内に
配置されている。グローブボックス４０には、操作用の
グローブ４０ａと洗浄液等を受けて排出するための液受
けパン４０ｂが設けられている。

【００２１】補給元容器１２には、ヘリウム等の加圧ガ
ス供給源（図示せず）から延びる加圧ガス供給管４４に
２個の開閉弁４６，４８を有する加圧装置５０が接続さ
れ、この加圧ガス供給管４４はこれらの弁４６，４８の
間で分岐して、この分岐管７０は弁７１及び弁６４を介
して枝管６２に接続され、また、弁６９を介して廃液タ
ンク６６に繋がる廃液ライン６８に接続されている。補
給先容器２０にも、加圧ガス供給管５２に開閉弁５４を
有する加圧装置５６が設けられている。

【００２２】以上のように構成された液体原料供給装置
の作用を説明する。成膜装置等の稼動に伴い、補給元容
器１２から補給元配管１４、連結用配管４２及び補給先
配管２２を介して補給先容器２０へ適宜液体原料が供給
される。補給元容器１２内の液体原料１０が空となる
と、まず、補給元配管１４及び補給先配管２２の開閉弁
１６，２４を閉じる。液体原料１０は補給先容器２０か
ら成膜装置等へ継続して供給される。

【００２３】次に、各管継手１８ａ，１８ｂ，２６ａ，
２６ｂの接続を解除して連結用配管４２を補給元配管１
４及び連結用配管４２から切り離し、次に、ブロック５
８ａ，５８ｂの嵌合を外して台車により補給元容器１２
を新たな補給元容器１２と取り替える。この間、図２に
示すように、補給元配管１４及び補給先配管２２の開口
端にキャップ６０を被せて、補給元配管１４及び補給先
配管２２を連結用配管４２に接続するまでの間にこれら
の配管内の液体原料が空気等に触れることを防止する。

【００２４】ここで、配管７０，６２より加圧ガスを流
して連結用配管４２内の液体をパン４０ｂに向けて排出
する。そして、新たな補給元容器１２の補給元配管１４
と補給先配管２２をブロック５８ａ，５８ｂの嵌合によ
り固定し、連結用配管４２を管継手１８ａ，１８ｂ，２
６ａ，２６ｂ を介して連結する。これらの連結用配管
４２の着脱作業は、ある程度気密性が保たれているグロ
ーブボックス４０内で行われるので、配管の開口部の汚
染が軽減される。

【００２５】次に、弁１６，２４，６４，６９を開と
し、加圧装置５０，５６を作動させて、補給元容器１２
及び補給先容器２０内の液体原料を、補給元配管１４又
は補給先配管２２から連結用配管４２、枝管６２、及び
廃液ライン６８を介して廃液タンク６６に流通させる。
これにより、補給先配管２２の開閉弁１６，２４より端
部側の部分及び連結用配管４２内に残留する劣化した液
体原料が除去される。この場合、洗浄のための液体原料
は、弁１６，２４，６４で区画された配管内の容積と同
じ少量でよい。

【００２６】このような洗浄工程の後に、枝管６２の開
閉弁６４を閉じ、補給元容器１２側の加圧装置５０の圧
力を補給先容器２０の加圧装置５６の圧力より高くすれ
ば、補給先容器２０内への液体原料の補給が行われる。

【００２７】なお、図３に示すように、補給元配管１４
及び補給先配管２２のさらに先端側の立上り部に開閉弁
１６，２４を設けて劣化する液体原料の量を減らすよう
にしてもよい。また、上記の実施の形態では、補給先容
器２０と連結用配管４２を互いに分離するようにしてい
るが、補給元配管１４のみを連結用配管４２から分離し
て補給元容器１２を交換するようにしても良い。

【００２８】さらに、この実施の形態においては、加圧
装置５０，５６による液面の加圧によって、劣化した液
体原料を枝管６２から外部に排出するようにしている
が、枝管の下流側に真空ポンプを取付け、この真空ポン
プの吸引によって、劣化した液体原料を枝管６２から外
部に排出するようにしても良い。

【００２９】図４は、本発明の他の実施の形態を示すも
ので、補給元配管１４と補給先配管２２の端部近傍に分
岐管７２，７４を設け、これらの各分岐管７２，７４の
開口端を洗浄液やガス体注入用の注入ポート７６，７８
としている。分岐管７２，７４には、注入ポート７６，
７８側に開閉弁８０，８２を、タンク１２，２０側に開
閉弁８４，８６をそれぞれ取り付けている。補給先容器
２０の底壁には、開閉弁８８を有する液抜出し用ポート
９０が設けられている。

【００３０】この実施の形態において、液体原料の種類
を変えて成膜装置等の処理を行なう場合を説明する。先
ず、加圧装置５６により液体原料１０の液面を加圧し
て、補給先容器２０内の液体原料１０を補給元容器１２
に戻す。そして、この補給先容器２０内に残った微量の
残液を液抜出し用ポート９０から抜出して、廃液タンク
等に回収する。

【００３１】次に、補給元配管１４の分岐管７２の上流
側に位置する開閉弁８４を閉じた状態で、注入ポート７
６，７８から洗浄液を注入する。洗浄液は補給先容器２
０内に溜まり、次にこれを加圧装置５６により加圧して
注入ポート７６，７８または液抜き出し用ポート９０か
ら排出する。これを適当な回数繰り返すことにより、補
給元配管１４の分岐管７２の下流側を洗浄する。

【００３２】そして、注入ポート７６，７８からヘリウ
ム等のガスを注入して、補給元配管１４の分岐管７２の
下流側に残る洗浄液を液抜き出し用ポート９０から抜き
出す。次に、所定の弁を閉じてから、管継手１８ａ，１
８ｂを外して補給元容器１２の交換を行う。これによ
り、補給先容器２０内に残った高価な液体原料を殆ど捨
てることなく回収して、液体原料の種類の変更を行うこ
とができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液体原料タンクの交換を始めとする液体原料の補給を、
容易且つ迅速に行うことができ、しかも無駄に捨てる液
体原料の量を最小限に抑えることができる。また、補給
先に別の容器を設けることにより、液体原料の供給を停
止させることなく、補給の継続やさらには液体原料の種
類の変更を原料を無駄にすることなく行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概要図であ
る。

【図２】補給元配管及び補給先配管の開口部に閉止機構
を取付けた状態を示す部分図である。

【図３】図１の変形例の要部を拡大して示す図である。

【図４】本発明の他の実施の形態を示す概要図である。

【図５】従来例の概要を示す図である。

【符号の説明】

１０ 液体原料 １２ 補給元容器 １４ 補給元配管 ２０ 補給元容器 ２２ 補給元配管 ４０ グローブボックス ４２ 連結用配管 ５０，５６ 加圧装置 ６０ キャップ（閉止機構） ６２ 枝管 ６６ 廃液タンク ６８ 廃液ライン ７２，７４ 分岐管 ７６，７８ 注入ポート ９０ 液抜き用ポート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 秀直 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補給元容器から延びる補給元配管と補給
   先配管とを着脱自在に接続する管継手を備え、これら補
   給元配管と補給先配管にはその先端近傍に閉止機構が設
   けられているとともに、これら補給元配管と補給先配管
   のいずれか一方の前記管継手より先端側には、配管洗浄
   用流体を排出する排出配管が設けられていることを特徴
   とする液体原料供給装置。
2. 【請求項２】 前記補給元配管と補給先配管の間に管継
   手を介して着脱自在に取り付けられた連結用配管を有
   し、該連結用配管に前記排出配管が設けられていること
   を特徴とする請求項１に記載の液体原料供給装置。
3. 【請求項３】 前記補給先配管に接続された補給先容器
   が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液
   体原料供給装置。
4. 【請求項４】 前記補給元配管と補給先配管の前記閉止
   機構の間の部分に洗浄液を供給する洗浄液供給機構が設
   けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体原
   料供給装置。
5. 【請求項５】 前記補給元配管と補給先配管の連結部
   が、外気とほぼ遮断された気密な箱の中に収容されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の液体原料供給装
   置。
6. 【請求項６】 前記補給元配管及び補給先配管を機械的
   に固定する固定機構を設けたことを特徴とする請求項１
   に記載の液体原料供給装置。
7. 【請求項７】 前記補給先容器に液抜出し用ポートを設
   けたことを特徴とする請求項３に記載の液体原料供給装
   置。